智能電網調度控制系統中的數據總線技術研究

張凡榮++高岳

摘 要：隨著我國居民用電需求的激增，建立智能電網成為國家電力發展的必由之路。在電網的控制與調度過程中，工作計劃、行政事務、文件報告等應進行協同管理，系統中數據應該完成區域性的共享與傳輸。本文主要探討智能電網調度控制系統中的數據總線技術，通過分析數據總線技術的各個組成部分，指出雙向三態形式總線在電網調度中的作用。

關鍵詞：智能電網 調度控制 數據傳輸 數據總線

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（c）-0058-02

智能電網調度的數據總線技術，以電力系統的數據傳輸為主要內容，以解決復雜的數據通信問題為主要目標。智能電網的電力數據傳輸效率較低，是當前電網調度控制系統需解決的主要問題。在大量的數據傳輸業務需求下，數據總線技術能從多方面獲取想要的數據信息，在實現數據實時交互的過程中，盡可能保證信息流通的安全有效性。

1 數據總線技術的系統架構

數據總線技術由消息總線、服務總線、消息郵件3部分組成，其中消息總線為數據消息的傳輸線，其在數據傳輸系統中扮演著消息路由的角色，并且擁有完備的路由機制來決定消息傳輸方向。發送段只需要向消息總線發出消息，消息總線中還存在持久化存儲機制，以及災害的備份機制。在智能電網的調度控制系統中，消息總線、服務總線、消息郵件共同構成了信息服務的整體框架。消息總線只在下級調度的安全區域完成數據傳輸，而服務總線、消息郵件則能夠跨越不同區域，在不同調度間完成數據交流活動。

智能電網調度控制系統中，消息總線只在軟件間完成數據的交流與傳輸活動，能夠快速地對電網中的用戶信息進行注冊，對訂閱的消息進行發布、撤銷與接收，以實現數據的即時溝通。例如：電網調度控制系統數據的傳輸，應遵循即時快速的傳輸標準，以保障數據傳輸的統一。消息總線是在數據的收集、處理中完成信息傳遞，其能夠保障應用程序信息交互過程中的數據安全。消息總線中的應用數據傳輸，為互聯網的請求與響應過程。消息總線主要負責訂閱消息的接收與發布，在數據信息的傳輸過程中，消息總線能主動屏蔽底層的數據交流活動，以滿足更廣闊范圍內的數據信息共享。而服務總線則專注于即時場景中的數據獲取、數據處理與共享，例如：歷史庫數據管理系統以請求、響應作為數據傳輸的主要指令，以便在災難發生時實現數據的備份。Web數據刷新服務則將定時訂閱、定時發布作為信息推送的手段，以完成遠程測量、遠程信號的信息推送活動。消息郵件相當于電子郵件，也就是攜帶大量信息的文件格式。這種數據的發送要跨越實時控制區、非控制生產區、生產管理區等，以滿足跨區域的信息調度需求。

2 智能電網調度控制系統中的消息總線

2.1 消息總線的結構

在數據監控過程中，智能電網調度控制系統會利用消息總線進行遠程位置、遠程信號綜合自動化開關位置、事故信號等數據的檢測與分析，以滿足即時的數據監控需求。而消息總線在軟件的數據交流中，能夠快速接收遠程倉庫提供的配置信息，在經過數據處理后將其傳入設定好的服務器，完成信息的高效互動與交流活動。由于不同應用在消息傳輸中存在不同的權限，因此消息總線在跨程序的數據傳輸情況下，會自動屏蔽底層的數據交流活動，以共通的信息語言進行數據傳遞。消息總線能夠在程序的節點斷面內，或者兩個節點之間，完成信息的傳遞與交流活動，并且可以根據需要互換信息的傳播位置。消息總線包括簡易的信息語言、網絡傳輸、通信內存占用3個部分，其中簡易的信息語言能夠降低信息的傳輸門檻；通信內存占用主要傳輸程序節點斷面內的消息信息，但必要條件下應降低共有的通信內存占用；網絡傳輸模塊主要傳輸2個或多個節點之間的消息信息。

2.2 消息總線的功能設計

消息總線以相同的消息標題、消息功能代碼，作為消息發布的載體。其中消息標題中涵蓋了消息功能的長度、集合模塊等區域性承載信息，是消息發布的必備信息形式。而消息功能代碼則包括具有的數據信息，根據不同的功能分類有不同的數據內容與其對應。消息標題、消息功能模塊都屬于層級式信息系統，大層級定義小層級，主要提供訂閱消息的注冊、接收、發布、撤銷等服務。

3 智能電網調度控制系統中的服務總線

3.1 服務總線的結構

服務總線為擁有不同功能的單元架構，通過定義良好的接口和契約，將不同的應用程序進行連接。智能電網調度控制系統中，服務管理中心為信息的注冊與查詢窗口，而客戶端、服務端也通過相應的接口進行連接。客戶端將服務定位、請求、訂閱等信息發送到服務管理中心；服務管理中心在信息處理后，再將服務信息返回到客戶端，同時服務端也將注冊信息發送到服務管理中心。客戶端、服務端之間，也存在著廣泛的服務響應、服務訪問活動。面向服務架構可以根據程序的數據需求，對松散耦合的粗粒度應用組件進行部署、組合，最終完成數據的調用。服務總線也會自動屏蔽底層的數據交流，以保證應用層節點對節點數據傳輸的安全性。

3.2 服務總線的功能設計

由于智能電網調度控制系統數據傳輸的統一性，服務總線會對集成電路進行內核封裝，并對信息的訪問、應答請求進行一體化整理。在信息數據的封裝之前，要注冊服務總線的信息，以完成底層數據的信息交換活動。在服務總線應用程序的處理過程中，要利用相關協議完成客戶端、服務端之前的服務響應活動，構建服務訪問的框架。服務總線的主要框架包括請求、響應的數據傳輸指令框架，定時訂閱、定時發布的信息推送框架。請求/響應模型和訂閱/發布模型。請求、響應的數據傳輸指令框架，以模擬器的A、B傳輸作為服務的主要方式；定時訂閱、定時發布的信息推送框架，則以數據推送作為服務的主要方式。

4 智能電網調度控制系統中的消息郵件

消息郵件數據內容的傳輸與交流，主要通過生產控制Ⅰ區、Ⅱ區，信息管理Ⅲ區，以及上級調度、下級調度，來構建完整的系統通信架構。智能電網調度控制系統在數據傳輸過程中，通過通信網間協議轉換器，進行數據的密碼鎖定傳輸。消息郵件傳送的數據信息為一個個的“文件”，頭（.h）文件和實現（.cpp）文件為主要的文件形式，其中頭（.h）文件為主要的文件形式，實現（.cpp）文件的數量最多。消息郵件的傳遞與交流過程，即為數據的跨區傳送，或者數據的上下級跨級傳輸。在跨區域數據傳輸中，消息郵件能夠按照統一規范執行相應的協議，通過確定的傳輸通道完成數據的傳播活動。頭文件在信息傳輸過程中充當載體的作用，消息郵件中包含信息傳輸的發送、接收地址信息，而實現（.cpp）文件則為數據傳輸的主要信息，其中包含著特定的業務數據。

5 結語

數據總線技術包含消息總線、服務總線、消息郵件等三方面內容，將數據傳輸至生產控制Ⅰ區、生產控制Ⅱ區、信息管理Ⅲ區，各區間數據存在廣泛的交流互動。智能電網調度控制系統中的信息調度屬于層級式結構，而數據總線技術能夠滿足控制系統橫向的數據共享，以及縱向的數據流通需求。

參考文獻

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